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脑神经局部网络结构给神经计算的启示-宋森
计算神经科学
来自大脑的启示
宋森
清华大学类脑计算研究中心
麦戈文脑研究中心
生物医学工程系
2016/4/23
2016-5-4
什么是计算神经科学
进行关键定量实验
得到相关数据
从生物实验提炼基本理论
（计算神经科学）
建立计算模型
解释相应计算功能
提出相关算法
（神经计算/神经网络/人工智能）
建立考虑类脑工程实现的
类脑计算模型
（类脑计算）
2016-5-4
大脑可以在多个层次上研究
系统
回路
突触
2016-5-4
类脑计算同样具有多层次性
IBM Chip Processes Data Similar to the Way Your Brain Does
2016-5-4 By Tom Simonite on August 7, 2014
Marr 三层次与领域现状
• 基本原理
– 已经有一定了解
• 算法
– 日新月异，迅速发展
• 实现
– 已知一些基本原理，要结合硅技术工艺特性考
虑
计算神经科学第一次突破
1单细胞计算问题 （85%） 1950-1960
经典膜片钳技术 -- Hogkin and Huxley 1950s
经典脉冲理论 （99%）
Hogkin and Huxley (Nobel Prize 1963)
经典电线理论 （95%）
Wilfrid Rall (NIH 1960s)
树突整合计算理论 （80%）1980-2000
Christof Koch (Director of Allen Brain Institute)
Barlett Mel (University of Southern California)
新难题：细胞内分子网络理论 （30%）
2016-5-4
计算神经科学第二次突破
2 编码问题 （70%）(1960-2000)
单细胞记录技术和在猫视觉系统的经典实验
Hubel and Wiesel (Nobel 1981)
经典频率编码理论和群体编码理论 (90%) 1990s
– 脑机接口技术的基础
Larry Abbott (Columbia University)
时间编码理论 (80%) 1990s
J
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